Глава 1. Исследование периферической крови

Общие вопросы кроветворения

Функциональная система крови включает в свой состав органы кроветворения, кроверазрушения, синтеза белков плазмы, подачи воды, электролитов. Объединение компонентов системы крови избирательно, оно не зависит от принадлежности их к различным анатомическим структурам и определяется только жизненно необходимым для организма результатом.

Исполнительные механизмы регуляции количества и качества клеточных элементов крови связаны с процессами депонирования крови, изменениями скорости кровотока, сосудистого тонуса, объема кроветворения и кроверазрушения. Кинетика кроветворения и кроверазрушения является важнейшим показателем качества работы функциональной системы крови.

Кроветворная ткань представляет собой динамическую, постоянно обновляющуюся систему, механизмы регуляции которой действуют в основном по принципу обратной связи. Любое отклонение этой системы от состояния динамического равновесия, в котором она находится, ведет к тяжелым последствиям для всего организма.

Эмбриональное кроветворение проходит несколько стадий, каждая из которых характеризуется определенным местом преимущественного кроветворения. Вначале гемопоэз проходит в желточном мешке, затем в печени и перед рождением ― в костном мозге, который в норме остается единственным органом кроветворения на протяжении всей жизни человека.

Первая волна пролиферативной активности стволовых гемопоэтических клеток в печени приходится на 9‒10-ю неделю гестации. Второй пик концентрации гранулоцитарно-моноцитарных предшественников приходится на 18‒20-ю неделю гестации. В этот период отмечается резкое увеличение их содержания в костном мозге. Полное затухание печеночного кроветворения происходит перед рождением ― на 40-й неделе.

Гемопоэтические клетки отличаются большим разнообразием как по ультраструктуре, функциональным свойствам, так и по степени зрелости. Такие функции, как транспорт кислорода, гемостаз, фагоцитоз и иммунная защита осуществляются клетками различных линий дифференцировки. В каждой из этих линий можно выделить несколько классов клеток.

В настоящее время различают 11‒12 линий дифференцировки кроветворных клеток. Схема кроветворения (рис. 2) начинается с единственного члена отдела тотипотентных предшественников ― эмбриональной стволовой клетки. Эта клетка способна к образованию клеток всех тканей организма. Эмбриональные стволовые клетки выделяют из внутренней массы бластоциста на стадии примерно 100‒120 клеток. В эмбриогенезе эти клетки быстро переходят на следующие стадии дифференцировки. Эмбриональные стволовые клетки образуются только в условиях остановки созревания клеток бластоциста вне организма, например при культивировании в определенных условиях. Дифференцировка клеток бластоциста блокируется, и они способны пролиферировать практически бесконечно (больше 120 удвоений) без дифференцировки, малигнизации, изменений кариотипа и др. Снятие блока приводит к беспорядочной дифференцировке эмбриональной стволовой клетки. И хотя до разумного клинического применения эмбриональных стволовых клеток еще далеко, уже сейчас целесообразно поместить этот предшественник на вершину кроветворной иерархии.

Собственно кроветворение начинается с клеток стволового отдела. Популяция стволовых кроветворных клеток (СКК) немногочисленна и крайне rетерогенна. Клетки этого отдела находятся в состоянии дифференцировки и созревания, продвигаясь вниз по кроветворной иерархии. Никакого набора одинаковых клеток даже в суботделах СКК не существует, нет дискретных отделов, разделенных четкими границами. Отдел стволовых клеток включает предшественников, способных к мультипотентным дифференцировкам по всем линиям кроветворных клеток и обладающих высоким пролиферативным потенциалом. Этот отдел пока включает три члена. Первый и наиболее ранний из них ― простволовые кроветворные клетки. Эта клетка, видимо, близка к промежуточным элементам, расположенным между тотипотентными эмбриональными клетками и ранними кроветворными предшественниками. Про-СКК находятся в состоянии глубокого покоя, они не пролиферируют в культуре в ответ на цитокины, не образуют колоний в селезенке in vivo или в полутвердых средах in vitro, при трансплантации начинают образовывать миелоидные клетки только через 8 мес, а лимфоидные ― только после 10 мес. Неясно, участвуют ли вообще простволовые кроветворные клетки в нормальном кроветворении или существуют в качестве резерва для особых ситуаций.

Второй член стволового отдела ― клетка, способная длительно репопулировать облученное животное. Главная ее характеристика ― высокий пролиферативный потенциал. Одна такая клетка может обеспечить поддержание мультилинейного кроветворения в течение всей жизни животного. Она даже способна восстановить кроветворение при пассаже ко вторично-облученному реципиенту. Стволовая кроветворная клетка (СКК), способная длительно репопулировать, активно функционирует при трансплантации кроветворных тканей. Именно она обеспечивает эффекты, определяемые термином «трансплантация костного мозга». Стволовые клетки кроветворения человека имеют фенотип Lin-c-Kit+CD34+CD38-.

Последний член отдела ― клетка, способная кратковременно репопулировать облученное животное. Ее отличие от стволовой кроветворной клетки, способной длительно репопулировать, только количественное: она способна полностью мультилинейно репопулировать облученный организм, однако эффект кратковременный, и через 4–6 нед ее кроветворные способности истощаются.

Рис. 2. Схема кроветворения человека

Очень близок к клеткам стволового отдела мультипотентный предшественник (МПП): эти клетки не способны длительно поддерживать кроветворение, хотя они мультипотентны и сохраняют весь набор кроветворных дифференцировок.